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自动化技术的应用是提高机械制造效率的重要技术支持力量,在随着我国的科学技术水平进一步提高下,对机械制造的要求也会进一步提高,自动化技术的应用需求也会增加。智能制造机械技术和设备的问世,引发大众对于传统工业生产利弊和前途的思考。随着智能制造技术的推广和智能设备在社会生产中的逐渐认可及利用,人们已经普遍认识到,智能机械设备优于传统工业生产,其在未来必将代替广泛的传统工业生产不可逆转。通过加强对自动化技术的应用研究,对实际机械制造发展就有着积极意义。
1机械制造中自动化技术应用重要性和实际应用
1.1机械制造中自动化技术应用重要性
机械制造产业的蓬勃发展对我国生产力水平提高有着积极作用,在全面建设小康社会的发展环境下,为保障人们的生活质量水平提高,在机械制造生产的质量和效率水平提高层面就有着强调。而机械制造产业的发展需要有新的技术支持,自动化技术就是重要应用技术,这对提高机械制造的生产能力有着积极作用[1]。通过将自动化技术在机械制造当中加以应用,对系统生产能力提高就能发挥积极作用,能进一步提高生产质量。自动化技术的应用对机械制造的全面监控目标能得以实现。
1.2机械制造中自动化技术实际应用
机械制造当中自动化技术在多个环节都能得以应用,如将自动化技术在数控技术方面的应用。机械制造的数字化目标实现,是讲数字技术和硬件以及控制技术进行了结合,从而保障了机械制造的自动化水平提高,使得机械制造的效率水平得到了显著提高。自动化技术在数控技术方面的应用,对操作的规范性以及安全性得到了保障,这就在经济效益创造方面发挥着积极作用。机械制造中自动化技术在人工智能当中的应用能发挥积极作用,机械制造中人工智能技术是把自动化技术和系统功能等技术进行了融合,并进行相互的渗透。这一技术是通过智能机器以及人类专家形成了一体化操控,能在机械设备的制造过程中进行判断以及推理等智能活动,这就对机械制造的整体效率水平得到了提高,使得机械制造的智能化目标得到了实现,避免了操作中存在的误差。自动化技术应用在机械制造当中能实现信息流动自动化。将计算机作为辅助设计,产品数据管理和制造自动化技术系统进行连接,就能实现信息的自动化传递。机械制造中对信息的及时传递就能提高生产力水平,对自动化的程度提高,这对机械制造的工件工艺设计的精确度也能得以有效保证[2]。自动化技术的应用在加工系统的自动化目标也能得以实现,自动化技术的应用能将大量劳动力从繁重的工作中解放,对机械制造的精度以及减少事故的发生起到了保障作用。机械制造过程中的自动化技术应用,能实现物流系统的自动化目标,机械自动化能实现物流系统自动化更新,检测中以及装备的自动化系统管理方面,机械制造自动化系统的应用,能结合生产工序当中的相关要求,以及按照相应标准完成零部件的加工制作,能实现自动化系统整体分工以及装配作业,这样就能对装配的质量水平得以有效提高。
2机械制造中自动化技术应用发展趋势
中国制造业的自动化和智能化进程任重而道远,随着世界经济迅速的发展与成长,自动化制造工厂将给所有产业升级带来冲击,也将引领全球制造业发展模式的前进与革新,对于中国制造业的产业升级来说已是必然选择。第一,实用性发展趋势。机械制造当中自动化技术的应用发展,在随着技术水平的提高就会更加注重实用性。机械制造对自动化技术的应用获得更高的经济效益,是当前比较关注的,而实用性也是未来机械制造自动化技术的应用目标[3]。我国当前在机械制造自动化技术的应用规模还有待扩大,自动化水平低的现状还需要进行改善,要能将自动化技术和机械制造领域紧密结合,促进机械制造整体水平的提高。第二,智能化发展趋势。自动化技术在机械制造中的应用在智能化的发展趋势方面愈来愈显著。从近些年我国的人工智能技术的研究发展现状能看出,智能化技术的应用愈来愈成为机械制造生产力水平提高的重要应用技术,这一智能化技术将人脑研究功能分析结果在机械制造领域得到了应用,对机械制造的整体水平得到了提高[4]。人工智能和机械制造领域的发展在未来将会更加的紧密,通过人工智能来替代人工制造,实现智能化的机械制造系统。第三,绿色化发展趋势。自动化技术应用在机械制造领域中,会向着绿色化的方向迈进。在当前可持续发展观念的进一步深化下,绿色化在机械制造领域成为重要发展目标,绿色化的机械制造就能对生态环境污染进行降低,从而有利于机械制造产业的可持续发展。
3结语
总之,机械制造当中自动化技术的应用,是促进机械制造企业在市场中良好发展的重要基础,只有充分重视自动化技术的科学应用,才能保障机械制造的质量。希望通过此次理论研究,能为实际自动化技术应用起到促进作用。
作者:李慧 单位:洛阳北玻台信风机技术有限责任公司
参考文献:
[1]郭鑫.数控技术在机械制造中的应用研究[J].科技创新与应用,2017(08).
前言
机械自动化的应用,实现了设备的自动化运行。根据相应的指令,机械设备能够自主完成生产任务。在智能机械自动化当中,运用了智能技术、传感技术、通信技术、电子技术等,利用计算机远程控制技术和计算机模糊控制技术,智能型机械化设备能够在无人值守的情况下自动运行工作,其安全性和操作性都十分优秀。在运行过程中,智能型机械自动化设备可对自身的故障进行自动检测与排除,有效的应对短路、过载、过压等问题,从而降低损失,确保机械设备的安全。
一、智能型机械自动化的优势
近年来,随着对机械制造技术的不断深入研究,使得智能型机械自动化得到了一定的发展,在机械制造和加工领域当中,已经应用了很多的智能型机械自动化设备。与传统的机械设备相比,智能型机械化设备的信息传输系统、传感系统、报警系统等更加科学化,对于远程故障信息的动态故障检测、故障信息传输等功能,都能够良好的支持。在实际应用当中,智能型机械自动化具有生产效率高、智能化程度高、适应能力强、自我维护性高等优势。
智能型机械自动化设备的可靠性和稳定性普遍十分良好,在实际运行和工作的时候,能够体现出良好的预处理能力和自我判断能力。工作人员通过编程控制指令、语音控制指令、远程控制指令等方式,对机械设备命令。而设备在执行命令之前,会对接收到的指令进行智能化分析,从而更好的完成工作任务。在实际运行当中,对于错误、重复的指令,智能型机械自动化能够自动进行过滤和屏蔽,从而对运行精度进行更为有效的控制。智能型机械自动化的应用,使得生产效率、产品质量等都得到了极大的提高。
以计算机系统为基础,智能型机械自动化能够利用致动器、传感器等设备,反馈、记录、采集运行过程中产生的数据资料。然后以此为基础,在线或动态的进行自诊断、自修复、自监控、自检测,因此其自我维护性十分良好。在智能型机械自动化当中,融入了传感技术、模糊控制技术、仿生技术、通信技术等,极大的提高了自身的适应能力。对于外界环境的变化,能够清晰的感知,在不同环境下,都能够满足生产任务要求。在不同设备之间,智能型机械自动化还能够实现信息通信、自动反馈、自动校验、自动调整、数据传输等功能。
二、智能型机械自动化的应用
(一)工业生产
在工业生产领域当中,智能型机械自动化已经得到了十分广泛的应用。尤其是在流水线的生产当中,智能型机械自动化的应用,使得生产效率得到了极大的提升。例如,在生产食品的流水线当中,智能型机械自动化能够有效的控制包装、喷码、装箱、运货等全部生产过程,使得生产流水线的自动控制能力得到了极大的提高。同时,智能型机械自动化还能够自我筛选和检测产品质量,在提高生产效率的同时,还能够有效的保证产品的质量。
(二)农业生产
在农业生产领域当中,智能型机械自动化的应用也十分广泛。近年来,英国研制出一种激光拖拉机,其中对激光计算机导航装置进行了应用,对拖拉机的运行方向和所在位置,均能够进行精确的定位,误差能够被控制在25cm以内。同时,计算机系统能够利用输入其中的电子图标信息,对土地的排水沟位置、化学成分、湿度条件等进行准确测定。并以此为基础,自动计算出耕种所需的农药数量、肥料、种子等,从而确定最为合适的种植方案。在操作过程中,只需一个人利用计算机远程操作,就能够实现多台拖拉机的共同控制。这种拖拉机的应用,不但提高了农业耕种的效率,同时对农药、化肥、种子的消耗量也大大降低,在提高农作物产量的同时,还可以有效的降低成本。
三、智能型机械自动化的发展趋势
我国当前对于智能型机械自动化的应用,主要是集中在工业生产方面。虽然发展速度很快,但在智能化控制能力以及质量等方面,还存在着一定的不足,与发达国家之间的差距也比较大。因此,在智能型机械自动化的发展和研究当中,应当充分立足基础,大力发展高精尖技术,加强其在生产制造领域当中的适应性。就目前的形势来看,在未来的发展中,智能型机械自动化将会朝着光机电液一体化、信息集成化、绿色节能化的方向发展。
随着制造技术的不断发展,智能型机械自动化技术的集成化程度也将会不断提高。在此过程中,对于控制能力的要求,也会逐渐提升,因此,在未来的发展趋势中,智能型机械自动化将会融入液压技术、机电一体化技术、光学技术等先进的控制技术。随着知识信息时代的来临,在系统决策过程中,最为重要的基础条件就是对只是数据的挖掘。在制造业的自动化发展当中,这是一个必然的趋势,通过分析和挖掘制造过程数据,有力的支持自动化控制策略和自动化制造技术,从而实现智能型机械自动化技术全球信息化的发展。
在当今社会中,随着人们对于环境污染、能源紧缺等问题的重视程度不断提高,各个国家对于绿色生产制造技术、绿色可再生材料等方面的研究力度也大大提升。因此,在智能型机械自动化的未来发展中,必然会朝着低能耗、经济化、绿色化的方向发展,从而在提升产品质量和工作效率的同时,减少对能源的消耗,降低对环境的污染,实现绿色可持续化的发展。
结论
对于一个国家来说,工业制造技术的发展情况,对于国家的综合国力有着十分重要的影响。我国当前的工业制造技术虽然已经取得了一定的进步,但是相比于发达国家来说,仍然比较落后。而智能型机械自动化的应用,极大的提高了我国工业制造的水平,推动了我国工业的发展。随着智能型机械自动化应用范围的不断拓宽,在未来的发展中,其必将朝着更加先进、完善的方向发展。
参考文献
[1] 马侦. 智能型机械自动化的应用及发展分析[J]. 硅谷,2014,23:2-3.
[2]包成成. 浅谈智能型机械自动化应用及发展[J]. 科技展望,2015,07:54.
[3] 莫有县. 浅谈智能型机械自动化应用及发展[J]. 科技风,2014,11:127.
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2016.06.028
0引言
自动化理念同自动化技术一样渗透到社会的各个领域,实现了前所未有的变革。自动化理念为机械制造技术的发展提供了新的思路,指明了机械制造行业新的发展方向。自动化理念在机械制造技术中的应用,极大的降低了机械制造的生产成本,节省了人力资源成本,提高机械制造技术的水平。现阶段,机械制造企业应该高度重视自动化理念在机械制造技术中的应用,发展和创新当前的机械制造技术,加快我国机械制造技术的发展速度,带动整个制造业的发展,缩小与世界发达国家在机械制造业上的距离。因此,对其制造技术进行分析,从而让自动化更好的为各行各业服务是自动化价值体现的需要,也是其重要的未来发展趋势。
1自动化理念下的机械制造技术
自动化理念是一个动态发展的过程,在实际的应用过程中,自动化理念并非特指某项技术,而是指机械制造技术依赖于动态的规范方式来实现机械自动化操作,总而言之,自动化理念渗透于机械制造技术自动化的系统之中,辅助机械制造技术顺利完成功能,并且对机械制造技术的应用加以指导和规范。随着计算机科学技术的发展,自动化理念在机械制造技术中的应用在深度和广度上都有了延伸,目前在机械制造技术中,主要体现出自动化理念有以下三个方面的内容。第一,实现了人工和机械制造的自动化统一以及人工智能和机械制造智能的结合。自动化理念是指在机械制造技术中运用自动化技术,成就机械自动化技术,其中,机械制造智能相当于专家的智商,通过自动化系统输入到机械制造技术当中,辅助机械制造技术在机械设计、制造中顺利开展;另外,基于自动化理念下的机械制造技术实现了机械设计、制造的自动化、集成化以及智能化,代替了传统的人工操作,大大节省了人力成本,降低机械制造中复杂程度,使得生产对象处在持续自动的加工流动的状态之中。第二,机械制造技术的自动化,使得各个分系统组成的整个生产系统得到持续不间断的运作动力,而且机械自动化技术具备预防和改进机械制造过程中出现的各种问题的功能,提高了机械制造技术的运行效率。理念相似的是,自动化技术在机械设计制造中的柔性应用,则大大满足了市场客户对产品适应和转变外界因素差异导致的产异性的需求,通过合理调整机械产品生产机构提高制造产品的应变能力,而基于自动化理念的机械制造技术的柔性应用,无疑反映了柔性自动化技术已经为自动化理念的发展赋予了新的内涵。随着柔性自动化水平的不断提升,机械制造的控制方式也由传统的机械设备控制到现如今计算机智能控制,大提升了机械制造设备的运行效率和质量,提高了产品的市场竞争力。第三,机械制造技术的自动化。在自动化理念的指导下,机械制造技术的应用更加细化和专门。在整个机械制造生产系统之中,落实自动化技术,有利于实现机械设计、制造等各个过程的自动化、集成化以及智能化,最大程度了激发了机械制造的生产效率。而且自动化理念有助于实现机械制造周期性、良性流动的生产循环。总之,要使得自动化理念不断为机械制造技术服务,就必须将自动化理念赋予到不断革新的自动化技术当中去,充分体现出机械自动化技术与时俱进的创新精神。
2机械制造技术自动化的未来发展趋势
2.1集成化发展
集成制造技术是机械自动化技术中最重要的组成部分,对于实现机械制造企业的信息化、顺应二十一世纪机械制造企业的生产模式的发展趋势具有极大的推动作用。机械设计制造的高度集成化是指机械设计、制造在计算机信息技术的基础上,通过有效以及相关的计算机组合使得整个机械制造过程处于在一种高度统一、自动化的生产制造系统之中,当这个系统运行过程中,整个生产系统中的各个分系统就会发挥其在运行过程中应该发挥的作用。
2.2智能化发展
伴随着互联网计算机技术的高度发展,其应用领域不断扩大,计算机智能技术也日趋成熟。人机一体化机械制造设备自从应用到机械设计制造领域,无时无刻不发挥着其智能化的优势,并有效的提高了机械制造自动化的实效。自动化技术、机械制造技术、系统工程以及人工智能等多门学科综合性技术是智能机械制造技术的重要组成部分,各个分学科之间相互渗透、相互交织,形成了一个集自动化、集成化以及智能化于一体的生产系统。
2.3虚拟化发展
虚拟化技术是指基于计算机技术,结合控制理论等,使加工对象在设计、生产过程中实现模拟,通过真实的模拟情景,进而提高加工对象的品质和生产效益。比如在机械设计制造过程中,通过计算机仿真技术等现代高端技术,实现整个生产运行过程被完完整整的模拟,在模拟过程中能够有效的诊断出技机械制造中容易出现的故障以及风险,并且依靠自带的改进和预防功能及时的实施应急预案。自动化理念与自动化技术的结合,方能在机械制造技术中迸发出强大的能量,实现机械制造的自动化、智能化。值得一提的是,自动化理念不是一成不变的,随着自动化技术的不断成熟以及机械制造的需求不断增多,自动化理念会相应呈现出当前时代的特色。
参考文献:
[1]曾超文.基于自动化理念的机械制造技术分析[J].科技创新与应用,2016(03):102.
0、前沿
从20世纪年代开始,机械制造开始广泛的应用于各个行业,并且获得了人们的广泛关注。机械自动化技术的发展起源于20世纪20年代,开始主要是应用于机械制造冷加工过程中,后期随着相关技术的不断完善,从20世纪60年代末开始建立关于可变性的自动化生产系统,而随着现代信息技术的发展,机械制造行业的自动化程度也越来越高【1】。自动化技术能够快速提高制造效率,缩短机械制造的生产时间,节约人力资源,大大降低成本费用,有效提升企业竞争力,使企业的效益快速提高,同时使工作环境也得到明显改善。
1、自动化技术概述
自动化一般是说机器或装置在无人操作的情况下按照事先设定好的程序自动进行操作或控制的过程,在机械制造领域中主要是指在机械制造业中应用自动化技术,实现对加工对象的连续自动生产,实现优化有效的自动化生产过程,加快生产投入原料的加工变换和流动速度,节约人力资源。
在机械制造系统中自动化系统一般由五个单元组成:
(1)程序单元,决定系统该做什么和如何做;
(2)作用单元,对系统施加能量和定位;
(3)传感单元,检测系统工作过程的性能和状态;
(4)制定单元,对传感单元输送过来的信息进行比较分析,制定和发出指令信号;
(5)控制单元,进行制定并调节作用单元的机构。
自动化技术的研究内容主要涵盖了集成技术与系统技术、制造单元制度、柔性制造技术以及与现代化生产模式相适应的制造环境等。在不断进步中,全球化、网络化、虚拟化、敏捷化、智能化及绿色化是现代机械制造的自动化技术的发展目标。在自动化技术中应用较为广泛的是数控技术,其是现代制造系统中的核心技术,综合了计算机、微电子、信息处理、自动检测以及自动控制等先进技术,其很明显的特点就是效率高、精度高且能实现柔性自动化。
2、自动化技术在机械制造中的应用
实现机械制造自动化的理论基础是控制理论,控制理论发展及应用彻底的改变了人类传统的生产、生存、生活和管理模式。自动化技术在机械制造中的应用主要体现在以下方面。
2.1 集成化应用
计算机集成技术是21世纪机械制造企业的主要生产方式。信息技术的不断发展以及自动化技术在机械制造领域应用的不断增多使得许多新技术得到发展,例如计算机辅助设计技术、辅助制造技术、辅助测试艺术、信息管理系统技术等。自动化技术在机械制造中的集成化应用,主要是借助系统工程理论的有效指导和信息技术对企业的制造流程进行整体上的优化,通过精简机构和过程重组等手段促进适度自动化,并在计算机数据库和信息网络的支持下,将机械制造企业的各种要素以及经营管理活动集成为一个有机整体,实现了机械制造以人为中心的柔性化生产。
2.2 智能化应用
随着计算机技术的飞跃发展,智能技术也越来越强,人机一体化机械制造设备也越来越多的走进机械制造企业中,通过智能化的制造系统进行生产中,实现了人机相互活动的智能化,如逻辑分析推理、命题判断、工艺构思等。智能机械制造技术是人工智能技术与机械制造技术的有效结合,它把人工智能融入到了机械制造系统中的各个环节,可以借助专家智力活动的模拟,代替机械制造过程中很多需要专家亲自完成的活动,实现对机械制造过程的自动化监测,并对监测到的问题进行自动的改进或预防,并且对突发事件有一定的调整和应对能力。
2.3 虚拟化的应用
虚拟化制造技术主要包含控制理论、计算机技术、多媒体技术、信息管理、人工智能、以及现代制造工艺等新技术,并以计算机仿真模拟分析技术为基础形成的一项由多学科交叉的系统技术。机械虚拟制造技术通过计算机仿真技术和信息技术对机械制造的过程进行仿真,进而发现和解决机械制造过程中可能出现的问题,这对降低机械制造成本、缩短机械产品开发周期、提高产品合格率等等是非常有意义的。
3、自动化技术在机械制造中应用的发展趋势
当今科技的发展使得自动化技术在机械制造领域的应用会越来越广泛,在市场竞争的环境下,其可以作为机械制造企业的核心生产竞争力的限制因素而影响到企业的生存与发展。因此,自动化技术在机械制造中的应用发展关系重大,而其发展的趋势主要在性能和功能发展两个方面。
3.1 性能的发展趋势
(1)实现精度、速度的提高。为了使这两个机械制造技术中的主要性能指标得到提高,可以将高速CPU芯片、RISC芯片等先进技术应用于机械制造中。
(2)实现实时智能控制。区别于以往的实时系统,实时智能控制是现代科学发展中人工智能和实时系统的结合体,能更智能、更实时地调度任务的进行,从而为任务的按时完成提供保障。
3.2 功能的发展趋势
(1)实现用户界面的图形化。由于用户对界面的要求各异,所以为了满足不同用户的需求,图形用户界面应运而生,这极大地方便了非专业用户的使用。
(2)实现科学计算可视化。图形、图像及动画等可视信息增加了机械制造中信息交流的途径,而不再拘泥于用文字或语言表达,从而使数据处理与数据解释能够更加高效地进行。
4、结论
随着科学技术的日新月异,自动化技术在机械制造中的应用只会越来越广泛和不可替代。机械制造中自动化技术应用的发展不仅可以极大促进机械制造水平的提高,增加经济效益,更体现着一个国家的综合国力。自动化技术在机械制造行业的应用发展会使得机械制造更加智能化、虚拟化和人性化,而其性能和功能方面的发展也会使得其应用的形式会更加多样化。
参考文献:
[1]马志强.自动化技术在机械制造中的应用探讨[J].科技论坛,2013
[2]刘红,王贤宽.论机械自动化技术的发展趋势[J].企业技术开发,2011(12)
快速变化的市场要求现在的企业必须具有较强的应变能力和市场快速速度,应具备根据市场需求及时调整产品种类的能力。市场的变化就是商机的变化,我想每个企业都会深刻的意识到这一点,所以目前柔性自动化的发展趋势为敏捷制造。其主线就是高度柔性化的生产。MFS相关应用研究实践表明,MFS 这种多品种中批量生产模式在提高生产率、保证交货期、产品质量、提高信息系统可靠性以及加强企业应变能力等方面均有较大的经济效益。伴随着实践的逐步深入,过去的"无人化全自动化"概念已经被逐渐更新,人在自动化系统中作用重新得到了重视,机械自动化开始逐步向多样化和小型化方向转移,由于人的作用在自动化系统中不断加强,因此对于人的素质和技能的要求自然也会不断的提高,企业做好技术改进的同时更要培养自身员工在机械自动化方面的知识。
智能制造的相关应用
随着社会的发展,任何事情都是在不断发展和进步的,所以目前的制造技术也不仅仅再是简单的商品设计制造,而是已经从商品概念体系逐步过渡到最终产品的集成活动以及系统的过程,制造技术可以看做一个功能体系和信息处理体系的结合。是制造技术、人工智能、自动化技术相互渗透的过程,是多专业相互交织而形成的一门综合技术,即智能制造技术。在智能制造系统当中,也就具有了部分专家的智能功能,可以自动监视自身的运动状态,并随时发现错误或者对可能发生的错误进行预测,同时对错误进行改正或者进行有效的预防。这种系统还有着应付外界突发事件的功能,可以自动调整自身参数以更好地适应外部环境,使自身始终保持最佳的运行状态。与常规制造系统不同,我们所说的智能制造系统还具有很强的自适应能力和自学习以及自组织能力。拥有制造目标的制造系统作为一个有序组织,不仅既重组织同时也需要信息。为此智能制造系统同能量和信息以及环境物质不断进行交换的,它依赖于强制磨损和耗散的一种开放式组织系统,也是远离平衡态的一种耗散结构。当前,智能技术的研究已经得到了全球范围内的共同关注,已经成功开发了智能式CAPP、智能式CAD、智能式制造单元控制系统以及智能式故障诊断和维护系统和智能机器人等。智能制造系统所涉及的范围已经从最初的一个企业内部的市场分析、生产计划、产品设计、材料处理、制造加工过程控制、信息管理和设备维护等技术环节的自动化,逐步发展到的面向全球范围的整个制造环境的集成化以及自组织能力。所以说智能制造系统对于很多方面都将有着很大的远景,那么掌握和应用它就是必要的。
集成化的相关应用
机械自动化,主要是指在机械制造业中应用自动化技术,实现对加工对象的连续自动生产,实现优化有效的自动化生产过程,从而加快生产投入原料的加工变换和流动速度。机械自动化技术的应用与发展,是机械制造业技术改造、升级和进步的主要手段,是未来机械制造业技术发展的主要方向。制造自动化技术是先进制造技术中的重要组成部分,也是当今制造业中涉及面广,研究十分活跃的技术,它代替人的体力劳动,辅助人的脑力劳动,协调、管理、控制和优化制造系统中人、机及整个系统,它的功能是多方面的,已形成了一个有机体系,它不仅涉及到具体的生产制造过程,而且涉及到产品的所有过程。
1、机械自动化的网络虚拟化趋势
网络虚拟制造技术是一种全新的人机界面形式,它主要是利用计算机技术、强大的软硬件功能和其他交互设备,从而在计算机工作平台上,产生一个虚拟环境,并应用人类的知识、技术与感知能力,与虚拟世界中的对象进行交互作用,对所要进行的产品设计和生产制造活动进行全面的建模和仿真,包括了产品设计、加工装配、物流、生产计划、组织管理等,并在产品未生产出来前就实际地模拟出产品的设计开发和制造全过程,同时对产品性能进行全面模拟试验,预测产品的设计和制造合理性,产品性能和制造周期等,从而达到最佳化,使产品的开发生产周期最短,成本最低,质量最佳。如今,网络虚拟技术的范围已经从新产品开发设计、制造扩展到虚拟公司组合、市场开拓和营销活动、产品技术经济评价等。而所有这一切均在计算机网络平台上完成。由于网络虚拟制造技术在面对激烈市场竞争中显示出了巨大的技术优势,因而目前已受到各先进工业国家和企业的高度重视。
2、机槭自动化的环保绿色化趋势
自从第二次工业革命以来,人类社会经济发展步入了快速发展时期。特别是从20世纪50年代以来,世界上大多数国家都实现了经济的快速增长。但是,人类在享受经济增长所带来的优越生活条件的同时,也面临着资源消耗和环境污染等重大社会问题。人类社会已经意识到不可再生性资源的宝贵性和环境对人类的巨大影响,开始注重减少资源的消耗与环境的保持。机械制造业给环境带来了巨大的污染,“废水、废气、废渣”等“三废”已经给环境带来了巨大的污染,表现在全球气候变暖、水资源污染、各种自然灾害频发等现象。机械制造自动化水平的提高能够减少资源的消耗、降低“三废”的排放,从而实现“节能减排”的目标。因此,机械制造自动化朝着环保方向发展是必然的趋势。“绿色”是从环境保护领域中引用来的,人类社会的发展必将走向人类社会与自然界的和谐。人与人类社会本质上也是自然世界的一个部分,部分不能脱离整体,更不能对抗与破坏整体。人类必须从各方面促使人与人类社会同自然界和谐一致,制造技术的自动化也不能例外。制造业的产品从构思开始,到设计阶段、制造阶段、销售阶段、使用与维修阶段,直至回收阶段、再制造各阶段,都必须充分计及环境保护。所谓环境保护是广义的,不仅要保护自然环境,还要保护社会环境、生产环境和生产者的身心健康。在此前提与内涵下,必须制造出价廉、物美、供货期短、售后服务好的产品。作为“绿色”制造,产品必须在一定程度上是艺术品,以与用户的生产、工作、生活环境相适应,给人以高尚的精神享受,体现出物质文明、精神文明与环境文明的高度交融。每发展与采用一项新技术时,应站在哲学高度,反思“塞翁失马,安知非福”,即必须充分考虑可持续发展,保持环境文明。制造自动化必然要走向“绿色”自动化。
3、机械自动化的技术智能化趋势
这是制造自动化发展的前景,近20多年来,制造系统正在由原先的能量驱动型转变为信息驱动型,这就要求制造系统不但要具备柔性,而且还要表现出某种智能,以便应对大量复杂信息的处理,瞬息万变的市场需求和激烈竞争的复杂环境。因此,智能制造越来越受到高度的重视。智能化制造模式的基础是智能制造系统,智能制造系统既是智能和技术的集成而形成的应用环境,也是智能制造模式的载体。与传统的制造相比,智能制造系统具有以下特点:人机一体化、自律能力、自组织和超柔性、学习能力和自我维护能力,在未来。具有更高级的类人思维的能力。由此可以说智能制造作为一种模式是集自动化,集成化和智能化于一身,并具有不断向纵深发展的高技术含量和高技术水平的先进制造系统,也是一种由智能机器和人类专家共同组成人机一体化系统,它突出了在制造诸环节中,以一种高度柔性与集成的方式,借助计算机模拟的人类专家的智能活动,进行分析、判断,推理、构思和决策,取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动,同时,收集、存储、处理,完善、共事、继承和发展人类专家的制造智能;当然,虽然目前机械自动化技术还只能算是处于初步阶段,但是潜力巨大、前景广阔。
4、结语
总之,机械自动化是集机械、电子、光学、信息科学、材料科学、生物科学,激光学、管理学等最新成就于一体的新技术与新兴工业的综合体。制造自动化的概念自然也就发生了新的变化。“自动化”从自动控制,自动调节、自动补偿、自动辨识等发展到自学习,自组织,自维护、自修复等更高的自动化水平,具有更加宽广和深刻的特征。制造自动化是一个动态概念,在世界制造业发展的新形势下,有着十分广泛和深刻的内涵,走向虚拟化、绿色化、智能化是它发展的必然趋势。因此,我国机械制造业发展应用自动化技术不但要起点高,瞄准世界先进水准,包括国际领域内已展露锋芒的某些新技术,而且必须包括各种灵活的低成本、见效快的自动化技术,坚持提高与普及相结合的方针。只要这样,我国的机械自动化技术发展应用才能健康地走上高速度、高质量和高效益之路。
参考文献:
随着我国经济持续稳定的发展,自动化技术在机械制造的应用问题面临着战略性的发展机遇。如何完善自动化技术在机械制造中应用问题已成为人们普遍关注的热点,进而怎样优化自动化技术在机械制造中应用的各方面性能指标,也是机械制造业将要面对的一项重大任务。因此,分析自动化技术在机械制造应用的相关问题的发展趋势,掌握和研究自动化技术在机械自造中应用的问题,对于提高机械制造全方位自动化有着十分重大的意义。
1.自动化技术概述
1.1.自动化技术的定义及其发展趋势
所谓的自动化技术是指结合控制理论、信息理论、计算机技术、自动控制以及电子学等的综合性技术。自动化发展的趋势包括机电一体化、控制智能化、机械功能多元化以及结构运动高精度化等。
1.2.自动化技术的应用简要概述
自动化技术的高速进步推动了工业领域的飞速发展,例如,在石油开采、冶金制造、轻工业等行业都有着广泛的应用。随着创新科技的发展、环保意识的增强,自动化技术还将迎来新应用,如制造产业结构的优化、创新力的竞争、制造业的绿色化和智能化等。正是在这样的应用背景之下,自动化技术不仅在控制方面和检测方面发挥着极其重要的作用,而且在提高产业能效和改善生产管理方面都有着深远的影响。
2.机械自动化技术分析
2.1.机械自动化技术的实质
机械自动化技术的实质是指将自动化技术和机械制造技术相结合,对加工原件进行自动、连续的生产作业,使机械制造的整个加工生产过程生产效率更高、生产周期更短、产品质量更好、劳动强度更低等,从而提高机械制造业的经济效益。
2.2.机械自动化系统构成与机构构成
机械自动化系统主要分为下几个方面构成:①程序单元,是机械自动化最关键部分,主要作用是机械自动化系统的工作判断;②作用单元,主要作用是使整个机械自动化系统明确定位以及能量的施加;③制定单元,主要用来对传感的信息数据进行对比、分析,来制定一系列的动作信号,是机械自动化系统的核心;④传感单元,是通过对机械自动化系统进行实时监测和参数分析来达到系统状态最佳;⑤控制单元,主要起着对机械自动化系统进行监管和调节的作用。机械自动化系统的机构构成包括①加工机构,主要是完成元件的切削、清洗和测量等工序②刀具支撑机构,是指刀具的组装、传送、交换以及刀具的调整装置;③元件支撑机构,是指用来完成元件的传送、搬运的供给装置;④控制与管理机构,对整个机械自动化制造过程进行监控、协调、检测以及管理。
3.自动化技术在机械制造中相关应用问题的分析
随着自动化技术在机械制造中应用问题的不断深入研究,机械制造的流程自动化的目的也更加明确,因此,自动化技术在机械制造中的实际应用更加广泛。结合机械制造业发展的需求,针对相应生产流程的技术环节进行各项突破,能够有效的推进自动化技术在机械制造业的快速发展。
3.1.自动化技术在机械制造中集成化应用的相关问题
为了实现自动化技术在机械制造中的集成化,采取的方法就是将各种技术(计算机辅助设计技术、柔性制造系统技术、微电子技术等)进行系统集成。自动化技术在机械制造中的集成化应用的相关问题,是指在网络信息数据库的帮助下,通过对机械机构进行过程重新组合来优化自动化流程,将机械制造领域的各种元素集成有机统一的整体,实现机械制造业整体上的性能提升。其集成化技术在改善产品质量、降低生产成本等方面都起着重要的作用。
3.2.自动化技术在机械制造中虚拟化应用的相关问题
自动化技术在机械制造中虚拟化应用的相关问题是指将多学科技(机械制造工业、人工智能、仿真技术、建模系统等)组合成综合性技术。自动化技术在机械制造中虚拟化应用是指通过仿真技术对机械制造的生产过程进行系统仿真模拟,发现和解决机械制造生产过程中将可能或者已经出现的问题。自动化技术在机械制造中的虚拟化应用不仅可以缩短产品研发周期,还能提高机械制造业的市场竞争力。
3.3.自动化技术在机械制造中智能化应用的相关问题
自动化技术在机械制造中的智能化应用的相关问题,是指将人工智能技术与机械制造技术相结合,将人工智能技术应用在机械制造流程的各个阶段,通过智能系统的分析、推理、判断和智能活动的模拟,实现对整个机械制造流程的自动化监控、预防以及改进。对于突发事件,自动化技术在机械制造中的智能化系统能够调整自身的参数,保证机械制造流程系统的最优化。
4.自动化技术在机械制造中相关应用问题的前景展望
对于机械制造业而言,参照市场供需和国家经济发展的境况,不断钻研、借鉴先进国家高新技术,坚持自动化技术在机械制造业可持续健康的发展,全面实现信息自动化、物资供输自动化、生产自动化、设备装配自动化、检测自动化,朝着集成自动化、虚拟自动化、智能自动化等方向发展。自动化技术在机械制造中相关应用问题的前景是现阶段积累相关经验和技术,在合适的时机全面实现机械自动化,提高我国机械自动化技术的核心竞争力。
5.结束语。总之,随着自动化技术在机械制造应用中的不断发展,我国的机械自动化技术将会进入一个新阶段、新时期。因此,在国际探讨交流和自我研发的基础上,坚持绿色研发,可持续研发的新路程,从而提升机械制造业的经济效益,强化生产效率,改善操作环境。
参考文献:
[1]高歌.浅谈自动化技术在机械制造中的应用,数字技术应用,2011,07:98
[2]张长虹,易映强,周华忠.浅谈自动化技术在机械制造中的应用,装备制造技术,2012,10:198 199
随着科学技术的不断进步,机械制造自动化技术也越来越成熟,是机械制造企业的必然发展结果,使机械制造取得了飞跃性的进步。机械制造行业的发展影响着世界各国的工业生产,机械制造自动化技术水平对机械制造行业的整体发展水平发挥着重要作用,同时能够显示出国家工业整体的发展水平。因此,我国机械制造业的发展,必须投入大量的人力、物力促进机械制造自动化的进步和发展。
一、机械制造中自动化技术的现状
1、我国的机械制造企业与工业发达国家相比,即使在很多方面已经比较先进,如在制造工艺方面已经不断地应用很多先进的制造技术,但还是有一定差距。尤其是很多工业发达国家,他们的机械制造企业对于复合加工技术、激光加工技术、精细加工技术以及纳米和微米技术等最新加工方法,都会进行不断的更新和使用,这在很多方面就已经比我国先进很多,我国机械制造技术还有很多需要提高的方面,特别是掌握和开发制造工艺过程,提高机械制造技术的普及率。
2、计算机的集成化发展水平已经越来越高,在工业发达国家,关于计算机集成制造系统、柔性制造系统、数控机床和加工中心等先进技术,已经越来越多的被应用于机械制造企业,实现了柔性化、集成化和智能化,在一定程度上促进了机械制造自动化的发展。与其相比,我国机械制造企业依然是处于初步阶段,如刚性自动化、初级操作自动化以及单机自动化阶段,仅有个别的先进制造企业采用了柔性制造系统。
二、机械制造中自动化技术的应用
随着社会经济的不断发展,机械制造行业已经成为国民经济增长的重要内容,自动化技术作为机械制造业发展的重要构成部分,其技术水平的高低直接关系着整个行业的发展。基于此,相关部门及管理人员必须重视自动化技术的应用,努力实现创优目标。
1、柔性的自动化
竞争日益激烈的市场要求各大制造企业的应变能力要强,必须要能根据市场的需求进行及时调整自身产品的种类。市场所产生的每一个变化都有可能是一种新的商机,因此笔者认为现阶段的柔性自动化,敏捷制造是其今后的发展趋势。其的主线就是生产高度柔性化产品。mfs的应用研究结果显示,mfs是一种中批量的多品种的生产模式,其在提高企业生产率、确保交货期、提高信息完整可靠以及产品质量等方面均有较好的经济效益。随着实践的不断深入,以往无人化的全自动化的概念逐渐被更新,在自动化的系统之中,人的作用受到越来越多的关注,机械自动化日益向小型化以及多样化的方向转移,因人的作用日益增强,所以对人的素质以及技能方面的要求也在不断提高,企业在发展机械自动化技术的过程中,同时要重视培养员工的机械自动化知识。
2、集成化
计算机集成制造是采取信息技术,对企业全部制造过程进行整体优化的思想,是技术功能以及技术经营的双重集成。企业间的动态集成应以内部的动态集成为目标,加速与国际化、全球化竞争需要接轨。在机械制造技术发展过程中,对于计算机和机械自动化的引进和吸收从未终止。计算机辅助设计、数控加工以及企业管理信息系统等应用也逐步得到了普及应用。从单机到系统,从简单到复杂,从刚性到柔性的转变,最为有效的方法就是对相关技术进行系统集成。随着我国的科研人员开展CIMS工程研究的深入,CAD/CAM、系统集成技术、质量系统工程、管理决策信息系统和数据库等应用均得到了有效覆盖,可以预见CIMS将成为今后机械制造主导生产方式之一。
3、智能化
伴随着现代科技的飞速发展,商品制造技术不再是简单的对商品进行设计以及制造,它已经从最原始的商品概念设计发展为一系列商品的集成活动,所以在另一个层面上来说制造技术是一个把信息处理与功能体系结合起来的多功能技术,也可以称为智能制造技术,这个是一种融合了自动化技术、人工智能、制造技术的先进技术,他不仅具备了某一部分专家的智能功能,还能对自身的运作状态进行监视,能够及时地对故障进行预测并且在出现故障后马上做出应对措施。相较于传统的制造系统,智能制造技术最先进的一点则是它有着自主组织、适应、学习能力,是以往每一种制造技术所不能具备的。目前,已经取得一定成果的智能技术有:智能机器人、智能式故障诊断以及维护系统、制造单元控制系统、智能式cad以及智能式capp,这些研究在全球范围内都引起了一定的反响。智能制造系统的运用从最原始的市场分析、产品设计制造以及加工过程控制、产品生产计划及其材料处理、企业信息管理、设备维护等技术自动化方面,延伸到其自主组织能力与制造环境的集成化层面。总而言之,智能制造系统能给制造技术带来质的飞跃,并且其前景广阔,因此,在制造过程中有必要将其融入自身机械制造环境中。
4、虚拟化
虚拟化的技术通常包括当代制造工艺、计算机的图形学、人工智能、信息与多媒体技术等方面,其中主要以计算机的系统建模及仿真技术为根本,而构成的一种综合多门学科知识的系统技术。虚拟制造通过运用计算机仿真与信息技术,以全面仿真实际活动中的制造过程、信息以及人事物等,便于发现问题以及选取相应的预防对策,进而实现产品的一次成功制造,缩短生产周期,降低生产成本,提高市场竞争力的目标。
三、结束语
综上所述,自动化技术已经成为机械制造发展中的重要技术。在机械制造发展中,由于现代科学技术的发展及新村料、新工艺、新设备的涌现,也为工作质量及效率的提升奠定了基础。随着时代的发展,在机械制造发展中应对其自动化技术进行有效控制,只有这样才能为整个行业的发展提供强有力的保障。
参考文献
[1] 罗子儒. 基于机械自动化在机械制造中的应用分析[J]. 科技风. 2014(18)
[2] 孙锋. 机械制造中机械自动化技术的应用及发展前景[J]. 电子制作. 2014(23)
[3] 黄甫年. 自动化技术在机械制造中的应用与发展研究[J]. 科技风. 2014(16)
中图分类号:G718 文献标识码:B 文章编号:1672-1578(2013)07-0281-01
1.机械自动化的产生与发展
自进入21世纪以来,机械自动化技术取得了迅速的发展,对人类社会的发展进程也产生了巨大的影响,随着自动化技术在社会各个方面的普遍应用,机械自动化在实际生产中的体现也越来越明显。利用自动化生产来加工制造工业产品,不仅提高了生产效率,也极大的减少了加工所需的人力成本。同时,机械自动化技术的应用对机械制造业的发展也起到了巨大的推动作用。
一战后,西方工业国家开始了第二轮工业革命,即通过机械化大生产来加工制造冷金属,而后,随着计算机技术的诞生和应用,机械自动化生产技术更加成熟,尖端技术也一直为欧美国家所垄断。
近年来,我国的机械自动化取得了令人瞩目的发展,但距离欧美国家的先进水平仍然有不小的差距,制约我国机械自动化的原因主要是:产业结构层次低、机械制造业水平参差不齐、企业缺乏自主创新产品。
2.自动化技术在机械制造中的具体应用
2.1 集成化应用。为了实现不同级别集成制造系统的构造,比较简便有效的方法就是对各种技术进行系统集成。自动化技术在机械制造中的集成化应用,主要是借助系统工程理论的有效指导和信息技术对企业的制造流程进行整体上的优化,通过精简机构和过程重组等手段促进适度自动化,并在计算机数据库系统和信息网络的支持下,将机械制造企业的各种要素以及经营管理活动集成为一个有机整体,实现了机械制造以人为中心的柔性化生产。自动化及相关技术的集成化应用在提高产品生产质量,降低新产品研发成本,保护生态环境等方面都具有十分重要的现实意义。
2.2 柔性自动化的应用。随着现代机械制造业的发展,对机械制造企业的应变能力、客户需求的快速反应与适应能力都提出了更高的要求,需要企业能够结合市场需求和技术更新等外部条件的变化,实现对机械产品生产结构以及制造种类的合理调整,这时柔性自动化技术的应用就显得尤为重要。柔性自动化系统是在确保柔性生产的前提下,通过人机界面的优化和自动化的合理追求建立相对完善的信息管理系统,进而充分发挥计算机管理所能产生的效益。在柔性自动化系统中,自动化设备可能与普通设备是共同存在的,而且在机械制造的个别环节允许人为干预的出现,因而有效提高了机械制造对外界因素变化的适应能力,使得制造出的产品可以更好地适应市场的需求。此外,柔性自动化加工系统可以实现与柔性制造系统的有效衔接,提高了机械生产、机械设置与机械制造之间的联系,大大提高了机械制造的自动化程度。
2.3 智能化应用。自动化技术在机械制造中的智能化应用,是由自动化技术、机械制造技术、人工智能技术和系统工程技术等彼此间的相互渗透与交织,进而形成的一种综合性的应用技术,是人类专家与智能机械共同组成的一个人机一体化的智能系统,可以在机械制造过程开展一系列的智能活动,如智能化的分析、推理、判断与决策等。因此,智能机械制造技术是人工智能技术与机械制造技术的有效结合,它把人工智能融入到了机械制造系统中的各个环节,可以借助专家智力活动的模拟,代替机械制造过程中很多需要专家亲自完成的活动,实现对机械制造过程的自动化监测,并对监测到的问题进行自动的改进或预防。
此外,自动化技术在机械制造中的智能化应用还具有了一定的突发事件应对能力,能够根据外部事件的发生对自身的参数进行调整,进而更好地适应外部需求,确保机械制造过程的最优化。
2.4 虚拟化的应用。自动化技术在机械制造中的虚拟化应用,是以系统建模和仿真技术为基础的,包括计算机图形学、现代机械制造工艺、并行工程、多媒体技术、人工智能、信息技术等,是一种由多种学科技术组成的综合系统技术。机械虚拟制造技术通过计算机仿真技术和信息技术对机械制造的过程进行仿真,进而发现和解决机械制造过程中可能出现的问题,这对降低机械制造成本、缩短机械产品开发周期、提高产品合格率,增强机械产品的市场竞争力都是非常有利的。
3.自动化技术在我国机械制造中的发展前景
机械制造行业的发展,在很大程度上决定了我国的经济发展质量和民族的伟大复兴,但是由于我国的自动化水平相对降低,因此应加速寻求更快、更省的发展之路,但也绝不是对国外自动化技术的盲目引进和照搬照抄,而是应当制定长远的发展规划,实现从简单到复杂,从低级到高级,从不完善到完善需要的逐步发展。
自动化技术在机械制造中的应用已经有很多年的历史,但是与西方发达国家相比,我国机械制造业的自动化水平还相对较低,目前仅仅是处于起步阶段。伴随着我国自动化技术的发展,其在机械制造领域中的应用将会更加广泛。
对于机械制造企业而言,只有坚持以国家经济发展需要、企业的生产发展需要以及广大世界人民生活水平发展需要为导向,实事求是,脚踏实地,不断的学习、研究和借鉴世界其他国家的先进技术,这样才能确保机械自动化技术的健康、可持续发展,在机械制造领域产生更大的经济效益,实现全面的机械自动化目标,努力提高我国机械自动化技术的核心竞争力。
4.结束语
机械制造行业对于一个国家综合国力的发展具有十分关键的作用,这就要求我国要不断的加大机械自动化的力度,促进我国机械制造行业的发展。总之,随着自动化技术的快速发展,其在机械制造行业中的应用将会更加广泛,必然会促使我国的机械自动化发展进入一个全新的阶段。因此,我们需要在积极引进和吸收国外先进技术成果的基础上,树立高起点、高标准,循序渐进、持续开发的发展理念,促进我国机械自动化技术的又好又快发展,不断提高机械制造行业的生产质量和经济效益。
参考文献
按规模大小FMS可分为如下4类:
1.柔性制造单元(FMC)
FMC的问世并在生产中使用约比FMS晚6~8年,它是由1~2台加工中心、工业机器人、数控机床及物料运送存贮设备构成,具有适应加工多品种产品的灵活性。FMC可视为一个规模最小的FMS,是FMS向廉价化及小型化方向发展和一种产物,其特点是实现单机柔性化及自动化,迄今已进入普及应用阶段。
2.柔性制造系统(FMS)
通常包括4台或更多台全自动数控机床(加工中心与车削中心等),由集中的控制系统及物料搬运系统连接起来,可在不停机的情况下实现多品种、中小批量的加工及管理。
3.柔性制造线(FML)
它是处于单一或少品种大批量非柔性自动线与中小批量多品种FMS之间的生产线。其加工设备可以是通用的加工中心、CNC机床;亦可采用专用机床或NC专用机床,对物料搬运系统柔性的要求低于FMS,但生产率更高。它是以离散型生产中的柔性制造系统和连续生产过程中的分散型控制系统(DCS)为代表,其特点是实现生产线柔性化及自动化,其技术已日臻成熟,迄今已进入实用化阶段。
4.柔性制造工厂(FMF)
FMF是将多条FMS连接起来,配以自动化立体仓库,用计算机系统进行联系,采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整FMS。它包括了CAD/CAM,并使计算机集成制造系统(CIMS)投入实际,实现生产系统柔性化及自动化,进而实现全厂范围的生产管理、产品加工及物料贮运进程的全盘化。FMF是自动化生产的最高水平,反映出世界上最先进的自动化应用技术。它是将制造、产品开发及经营管理的自动化连成一个整体,以信息流控制物质流的智能制造系统(IMS)为代表,其特点是实现工厂柔性化及自动化。
二、关键技术
1.计算机辅助设计
未来CAD技术发展将会引入专家系统,使之具有智能化,可处理各种复杂的问题。当前设计技术最新的一个突破是光敏立体成形技术,该项新技术是直接利用CAD数据,通过计算机控制的激光扫描系统,将三维数字模型分成若干层二维片状图形,并按二维片状图形对池内的光敏树脂液面进行光学扫描,被扫描到的液面则变成固化塑料,如此循环操作,逐层扫描成形,并自动地将分层成形的各片状固化塑料粘合在一起,仅需确定数据,数小时内便可制出精确的原型。它有助于加快开发新产品和研制新结构的速度。
2.模糊控制技术
模糊数学的实际应用是模糊控制器。最近开发出的高性能模糊控制器具有自学习功能,可在控制过程中不断获取新的信息并自动地对控制量作调整,使系统性能大为改善,其中尤其以基于人工神经网络的自学方法更引起人们极大的关注。
3.人工智能、专家系统及智能传感器技术
迄今,FMS中所采用的人工智能大多指基于规则的专家系统。专家系统利用专家知识和推理规则进行推理,求解各类问题(如解释、预测、诊断、查找故障、设计、计划、监视、修复、命令及控制等)。由于专家系统能简便地将各种事实及经验证过的理论与通过经验获得的知识相结合,因而专家系统为FMS的诸方面工作增强了柔性。展望未来,以知识密集为特征,以知识处理为手段的人工智能(包括专家系统)技术必将在FMS(尤其智能型)中起着关键性的作用。人工智能在未来FMS中将发挥日趋重要的作用。目前用于FMS中的各种技术,预计最有发展前途的仍是人工智能。预计到21世纪初,人工智能在FMS中的应用规模将要比目前大4倍。智能制造技术(IMT)旨在将人工智能融入制造过程的各个环节,借助模拟专家的智能活动,取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动。在制造过程,系统能自动监测其运行状态,在受到外界或内部激励时能自动调节其参数,以达到最佳工作状态,具备自组织能力。故IMT被称为未来21世纪的制造技术。对未来智能化FMS具有重要意义的一个正在急速发展的领域是智能传感器技术。该项技术是伴随计算机应用技术和人工智能而产生的,它使传感器具有内在的“决策”功能。
4.人工神经网络技术
人工神经网络(ANN)是模拟智能生物的神经网络对信息进行并行处理的一种方法。故人工神经网络也就是一种人工智能工具。在自动控制领域,神经网络不久将并列于专家系统和模糊控制系统,成为现代自支化系统中的一个组成部分。
三、发展趋势
1.FMC将成为发展和应用的热门技术
这是因为FMC的投资比FMS少得多而经济效益相接近,更适用于财力有限的中小型企业。目前国外众多厂家将FMC列为发展之重。
2.发展效率更高的FML
多品种大批量的生产企业如汽车及拖拉机等工厂对FML的需求引起了FMS制造厂的极大关注。采用价格低廉的专用数控机床替代通用的加工中心将是FML的发展趋势。
按规模大小FMS可分为如下4类:
1.柔性制造单元(FMC)
FMC的问世并在生产中使用约比FMS晚6~8年,它是由1~2台加工中心、工业机器人、数控机床及物料运送存贮设备构成,具有适应加工多品种产品的灵活性。FMC可视为一个规模最小的FMS,是FMS向廉价化及小型化方向发展和一种产物,其特点是实现单机柔性化及自动化,迄今已进入普及应用阶段。
2.柔性制造系统(FMS)
通常包括4台或更多台全自动数控机床(加工中心与车削中心等),由集中的控制系统及物料搬运系统连接起来,可在不停机的情况下实现多品种、中小批量的加工及管理。
3.柔性制造线(FML)
它是处于单一或少品种大批量非柔性自动线与中小批量多品种FMS之间的生产线。其加工设备可以是通用的加工中心、CNC机床;亦可采用专用机床或NC专用机床,对物料搬运系统柔性的要求低于FMS,但生产率更高。它是以离散型生产中的柔性制造系统和连续生产过程中的分散型控制系统(DCS)为代表,其特点是实现生产线柔性化及自动化,其技术已日臻成熟,迄今已进入实用化阶段。
4.柔性制造工厂(FMF)
FMF是将多条FMS连接起来,配以自动化立体仓库,用计算机系统进行联系,采用从订货、设计、加工、装配、检验、运送至发货的完整FMS。它包括了CAD/CAM,并使计算机集成制造系统(CIMS)投入实际,实现生产系统柔性化及自动化,进而实现全厂范围的生产管理、产品加工及物料贮运进程的全盘化。FMF是自动化生产的最高水平,反映出世界上最先进的自动化应用技术。它是将制造、产品开发及经营管理的自动化连成一个整体,以信息流控制物质流的智能制造系统(IMS)为代表,其特点是实现工厂柔性化及自动化。
二、关键技术
1.计算机辅助设计
未来CAD技术发展将会引入专家系统,使之具有智能化,可处理各种复杂的问题。当前设计技术最新的一个突破是光敏立体成形技术,该项新技术是直接利用CAD数据,通过计算机控制的激光扫描系统,将三维数字模型分成若干层二维片状图形,并按二维片状图形对池内的光敏树脂液面进行光学扫描,被扫描到的液面则变成固化塑料,如此循环操作,逐层扫描成形,并自动地将分层成形的各片状固化塑料粘合在一起,仅需确定数据,数小时内便可制出精确的原型。它有助于加快开发新产品和研制新结构的速度。
2.模糊控制技术
模糊数学的实际应用是模糊控制器。最近开发出的高性能模糊控制器具有自学习功能,可在控制过程中不断获取新的信息并自动地对控制量作调整,使系统性能大为改善,其中尤其以基于人工神经网络的自学方法更引起人们极大的关注。
3.人工智能、专家系统及智能传感器技术
迄今,FMS中所采用的人工智能大多指基于规则的专家系统。专家系统利用专家知识和推理规则进行推理,求解各类问题(如解释、预测、诊断、查找故障、设计、计划、监视、修复、命令及控制等)。由于专家系统能简便地将各种事实及经验证过的理论与通过经验获得的知识相结合,因而专家系统为FMS的诸方面工作增强了柔性。展望未来,以知识密集为特征,以知识处理为手段的人工智能(包括专家系统)技术必将在FMS(尤其智能型)中起着关键性的作用。人工智能在未来FMS中将发挥日趋重要的作用。目前用于FMS中的各种技术,预计最有发展前途的仍是人工智能。预计到21世纪初,人工智能在FMS中的应用规模将要比目前大4倍。智能制造技术(IMT)旨在将人工智能融入制造过程的各个环节,借助模拟专家的智能活动,取代或延伸制造环境中人的部分脑力劳动。在制造过程,系统能自动监测其运行状态,在受到外界或内部激励时能自动调节其参数,以达到最佳工作状态,具备自组织能力。故IMT被称为未来21世纪的制造技术。对未来智能化FMS具有重要意义的一个正在急速发展的领域是智能传感器技术。该项技术是伴随计算机应用技术和人工智能而产生的,它使传感器具有内在的“决策”功能。
4.人工神经网络技术
人工神经网络(ANN)是模拟智能生物的神经网络对信息进行并行处理的一种方法。故人工神经网络也就是一种人工智能工具。在自动控制领域,神经网络不久将并列于专家系统和模糊控制系统,成为现代自支化系统中的一个组成部分。
三、发展趋势
1.FMC将成为发展和应用的热门技术
这是因为FMC的投资比FMS少得多而经济效益相接近,更适用于财力有限的中小型企业。目前国外众多厂家将FMC列为发展之重。
2.发展效率更高的FML
多品种大批量的生产企业如汽车及拖拉机等工厂对FML的需求引起了FMS制造厂的极大关注。采用价格低廉的专用数控机床替代通用的加工中心将是FML的发展趋势。